動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論研究.pdf

1、本文首先討論了質(zhì)量-彈簧-阻尼器理論和彈性半空間理論兩種理論的優(yōu)缺點(diǎn)，然后根據(jù)彈性半空間理論近幾十年的發(fā)展成果，采用方程對(duì)等法推演出一套適合質(zhì)量-彈簧-阻尼器理論的復(fù)合集總參數(shù)模型。該模型的可靠性已經(jīng)過理論和試驗(yàn)證明，并通過工程實(shí)例(采用本文所提出的模型對(duì)125000kN壓力機(jī)基礎(chǔ)的動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算)進(jìn)一步說明該模型的可靠性。在中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)課題“動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論及其應(yīng)用研究”的資助下，本文作者經(jīng)過多年研究，完成以下主要研究工作

2、：
　　1.根據(jù)彈性半空間理論及基礎(chǔ)振動(dòng)試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算的最新成果，采用方程對(duì)等法推演出一套適合任意形狀、任意埋置狀況、任意頻率和任意泊松比的塊體基礎(chǔ)豎向、扭轉(zhuǎn)、滑移和搖擺振動(dòng)的復(fù)合集總參數(shù)模型。
　　2.運(yùn)用該模型對(duì)復(fù)雜形狀明置和埋置塊體基礎(chǔ)分別在豎向、扭轉(zhuǎn)、水平和搖擺諧和擾力作用下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果與采用彈性半空間理論所得到的剛度和阻尼系數(shù)計(jì)算公式(由大量試驗(yàn)、數(shù)值計(jì)算所證實(shí))的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果表明，兩

3、者計(jì)算結(jié)果非常吻合，誤差分別為：豎向明置基礎(chǔ)1.95％，埋置基礎(chǔ)10.7％；扭轉(zhuǎn)明置基礎(chǔ)3.13％，埋置基礎(chǔ)2.31％；滑移明置基礎(chǔ)9.16％，埋置基礎(chǔ)22.91％；搖擺明置基礎(chǔ)0.17％，埋置基礎(chǔ)12.31％。
　　3.在20m×10m×4m土坑內(nèi)，分別采用底面形狀為0.5m×0.5m，質(zhì)量283kg和底面1.0m×0.5m，質(zhì)量566kg混凝土塊體模型基礎(chǔ)，采用自制脫鉤裝置使質(zhì)量5.5kg的圓形鋼球發(fā)生自由落體運(yùn)動(dòng)和圓弧運(yùn)動(dòng)，

4、分別對(duì)兩種不同底面形狀在明置和埋置狀況下的塊體模型基礎(chǔ)施加豎向和水平?jīng)_擊荷載使基礎(chǔ)發(fā)生豎向和扭轉(zhuǎn)自由振動(dòng)。
　　4.將試驗(yàn)結(jié)果與采用基礎(chǔ)豎向、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)復(fù)合集總參數(shù)模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果表明，試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果吻合較好。豎向振動(dòng)時(shí)底面形狀0.5m×0.5m和1.0m×0.5m明置基礎(chǔ)誤差分別為16.2％和44.4％，埋置基礎(chǔ)誤差分別為33.2％和26.3％；扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)底面形狀0.5m×0.5m和1.0m×0.5m明置基礎(chǔ)誤差分

5、別為7.8％和15.5％，埋置基礎(chǔ)誤差分別為14.1％和14.5％。
　　5.采用本文所提出的復(fù)合集總參數(shù)模型對(duì)125000kN壓力機(jī)基礎(chǔ)動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果與采用《動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》、波的散射理論的計(jì)算結(jié)果及實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果表明，本文所提出的復(fù)合集總參數(shù)模型是正確的，在這3種計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果中，本文所提出的復(fù)合集總參數(shù)模型所計(jì)算的振幅值是最小的，因此采用本文所提出的模型進(jìn)行動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是最即經(jīng)濟(jì)的。

6、r>　　本文推導(dǎo)出的塊體基礎(chǔ)復(fù)合集總參數(shù)模型，把彈性半空間理論基礎(chǔ)振動(dòng)所得到的與激振力頻率有關(guān)的動(dòng)力特性參數(shù)，轉(zhuǎn)化為與激振力頻率無關(guān)的定參數(shù)。該模型具有概念明確、計(jì)算簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于任意形狀、任意埋置狀況的動(dòng)力設(shè)備塊體基礎(chǔ)都能使用。采用該模型可以不做試驗(yàn)或少做試驗(yàn)，只要已知地基土的剪切模量、基礎(chǔ)底面形狀及埋置狀況就可以利用機(jī)械多自由度振動(dòng)理論計(jì)算彈性半空間上塊體基礎(chǔ)的動(dòng)力響應(yīng)。本模型不受無量綱頻率因數(shù)的影響，理論上可以適用于包括連續(xù)頻率